CAN bus, NMEA 2000 : comment faire communiquer l'électronique à bord du bateau ?
Dans le secteur de l'électronique marine, impossible de passer à côté des acronymes NMEA et CAN bus. Mais quel protocole et quel système se cachent derrière ces lettres ? De quoi s’agit-il exactement ? Pour comprendre comment NMEA 2000 et CAN bus garantissent la communication entre les éléments électroniques à bord du bateau, suivez le guide !
NMEA 2000 et Bus CAN, des protocoles complémentaires
NMEA 2000 et Bus CAN se présentent comme des protocoles qui, utilisés simultanément, favorisent et simplifient la communication électronique à bord d’un bateau.
Le protocole NMEA 2000
La NMEA est une norme de la National Marine Electronics Association (NMEA). Une association américaine de fabricants d'appareils électroniques pour bateaux, dont le travail consiste à faire en sorte que tous les appareils présents à bord, y compris de marques différentes, puissent communiquer entre eux.
Avant la version 2000, il existait la NMEA 0183. Cependant aujourd’hui, son utilisation basée sur une simple connexion série, - limitée en nombre de connexions à un émetteur/4 récepteurs diffusant des messages série complexes (protocole ASCII) et en vitesse de transfert -, fait d’elle une norme sur le déclin. Pour la remplacer, le protocole NMEA 2000 a vu le jour au début des années 2000, et permet des échanges jusqu’à 50 fois plus rapides et plus normalisés.
La NMEA 2000, également connue sous les abréviations NMEA2k ou N2K, permet de définir une norme de communication série, plug and play et bidirectionnelle entre les appareils de type marin qui utilisent le même protocole, comme certains capteurs de température, d'intensité et de direction du vent, mais aussi des moteurs, des traceurs de cartes, des écrans, etc.
Qu’est-ce que le bus CAN ?
Résultat de la collaboration entre l’Université de Karlsruhe et Bosch, le bus CAN était dans un premier temps réservé au secteur de l’automobile, mais il est désormais utilisé dans la plupart des industries comme l’aéronautique et la marine, via des protocoles standardisés. La publication de la norme ISO 11898 a permis de le normaliser.
Le bus CAN est un protocole de communication, connu sous le nom de multiplexage, qui consiste à raccorder à un unique câble (un bus), de nombreux calculateurs qui communiqueront alors tour à tour. Plus besoin donc de câbler des lignes dédiées pour chaque information. En effet, ce type de connexion appelé point-à-point devient impossible dès lors qu’un système (réseau téléphonique, bateau…) atteint un certain niveau de complexité. Avec le bus CAN, fini les quantités pharaoniques de câblage à installer et les coûts qui vont avec.
Il est désormais possible de connecter simplement n'importe quel périphérique de bus CAN sur le câble pour étendre son réseau embarqué. Avec le bus CAN, des identifiants sont attribués à tous les appareils et l'état de chaque capteur du réseau peut être détecté. Enfin, tous les dispositifs de bus CAN sont compatibles avec le réseau NMEA2000.
Comment le NMEA2000 et le bus CAN révolutionnent la manière de faire communiquer l'électronique à bord ?
Nous l’avons vu, sur le bus CAN toutes les informations transitent. Vitesse, profondeur, vent, niveaux d’eau, de carburant, informations moteur… l’ensemble des capteurs est accessible par tous les afficheurs. Seules les données vidéo, trop lourdes, ne sont pas prises en charge.
Plus de centrale de navigation dédiée ou d’informations éparpillées à recouper soi-même. Avec le NMEA 2000, les afficheurs sont multifonctions et l'utilisateur peut choisir quelles informations afficher en fonction de ses besoins. La navigation devient plus simple et plus confortable, avec la possibilité de disposer les écrans de contrôle de la façon désirée sur le bateau.
NMEA, une technologie qui évolue avec le navire
L’une des principales qualités du NMEA 2000 est la facilité avec laquelle il évolue. Il est tout à fait possible de commencer par un seul capteur et un seul écran, pour ajouter un autre capteur l'année suivante, dont les données viendront automatiquement s'afficher sur le même écran.
D’un point de vue technique, cette transformation s’opère simplement en ajoutant une connexion en T, au milieu du réseau, puis en branchant 2 prises normalisées. Les utilisateurs peuvent ainsi ajouter ou remplacer à volonté des instruments à bord.
Des possibilités quasi infinies
Il existe donc deux familles distinctes parmi les appareils NMEA 2000 : les capteurs et les afficheurs. Pour renforcer les rangs de chacune d’entre elles, de nouveaux accessoires compatibles avec NMEA 2000 continuent d’être mis sur le marché par les fabricants, rendant les possibilités d'un réseau à la norme NMEA 2000 quasi infinies.
Sur les bateaux, on trouve par exemple les capteurs suivants :
- Un speedomètre
- Un sondeur de profondeur
- Une girouette
- Un anémomètre pour la mesurer la force du vent
- Les informations concernant le ou les moteurs (régime, température, pression d'huile)
- Les niveaux des cuves du bord (réservoir d'eau, eaux noires, carburant)
- Le niveau d'eau dans les fonds
- Les niveaux de tensions des différentes batteries
A ces mesures s’ajoute aujourd’hui la possibilité d’avoir à bord des relais pour contrôler l’éclairage et/ou les feux de route.
Toutes ses données sont consultables sous formes de graphiques, sur des écrans afficheurs paramétrables reliés au réseau.
Au fil du temps, le standard de communication NMEA 2000 est devenu la norme sur les chantiers nautiques, français comme étrangers. Les fabricants installent ainsi, à la construction, un câblage offrant à leurs clients la liberté de choisir leurs appareils de navigation.
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